单片机控制技术与应用(刘靖)幻灯片.ppt

1.1　初识单片机 1.1.1　什么是单片机 随着电子技术的飞速发展,计算机已融入到人们;生活的各个方面,影响着整个社会的发展过程,改变着人类的生活方式。 根据规模大小,计算机可分为巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机。微型计算机向着两个不同的方向发展:一是向着高速度、大容量、高性能的高档PC方向发展;二是向着稳定可靠、;体积小、成本低廉的单片机方向发展。 所谓单片机,通俗来讲,就是把中央处理器CPU(Central Processing Unit)、存储器(Memory)、定时器、I/O(Input/Output)接口电路等一些计算机的主要功能部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。单片机又称为“微控制器;MCU”。中文“单片机”这一称呼是由英文名称“Single Chip Microcomputer”直接翻译而来的。 (1)单片机的主要分类 ① 按应用领域可分为家电类、工控类、通信类、个人信息终端类等单片机。;② 按通用性可分为通用型单片机和专用型单片机。 通用型单片机的主要特点是:内部资源比较丰富,性能全面,而且通用性强,可满足多种应用要求。所谓资源丰富是指功能强。性能全面、通用性强是指可以应用于非常广泛的领域。通用型单;片机的用途很广泛,使用不同的接口电路及编制不同的应用程序可完成不同的功能,小到家用电器仪器仪表,大到机器设备和整套生产线,都可用单片机来实现自动化控制。 专用型单片机的主要特点是:针对某一种产品或某一种控制应用专门设计,设计时已使结构最简,;软硬件应用最优,可靠性及应用成本最佳。专用型单片机用途比较专一,出厂时程序已经一次性固化好,不能再修改。例如电子表里的单片机就是其中的一种,其生产成本很低。 ③ 按总线结构可分为总线型单片机和非总线型单片机。;(2)应用领域 单片机可应用于工业、消费、汽车、医疗等领域。 1.1.2　单片机发展历史与高速SOC单片机C8051F;1971年INTEL公司研制出世界上第一个4位的微处理器;1973年INTEL公司研制出8位的微处理器8080;1976年INTEL公司研制出MCS-48系列8位的单片机,这也是单片机的问世。20世纪80年代初,INTEL公司在MCS-48单片机基础上,推出了MCS-51单片机。;基于半导体集成技术突飞猛进的发展,各种类型的单片机正日新月异地涌向市场,为单片机技术的应用人员供了极大的方便。Cygnal C8051F系列单片机是集成的混合信号片上系统SOC(Sys-tem on chip),具有与MCS-51内核及指令集完全兼容的微控制器。除了具有标准8051的数字外设部件之外,片内还集成了数据采集和控制系统中;常用的模拟部件和其他数字外设及功能部件。 Cygnal C8051F系列单片机的功能部件包括模拟多路选择器可编程增益放大器ADC/DAC、电压比较器、电压基准、温度传感器、SMBus/I2C、UART、SPI、可编程计数/定时器阵列(PCA)、定时器、数字I/O端口、电源监视器;等。所有器件都有内置的FLASH存储器和256B的RAM,有些器件还可以访问外部数据存储器RAM,即XRAM。 Cygnal C8051F系列单片机是真正能独立工作的片上系统SOC。CPU有效地管理模拟和数字外设,可以关闭单个或全部外设以节省功耗。Flash;存储器还具有在线重新编程的能力,既可用作程序存储器,又可用作于非易失性数据存储。应用程序可以使用MOVC和MOVX指令对Flash进行读或改写。 1.1.3　Cygnal C8051F系列单片机特点 (1)片内资源;① 8~12位多通道ADC。 ② 1~2路12位DAC。 ③ 1~2路电压比较器。 ④ 内部或外部电压基准。 ⑤ 内置温度传感器(±3℃)。;⑥ 16位可编程定时/计数器阵列(PCA)可用于PWM等。 ⑦ 3~5个通用16位定时器。 ⑧ 8~64个通用I/O口。 ⑨ 带有I2C/SMBus、SPI、1~2个UART多类型串;行总线。 ? 8~64KB Flash存储器。 ? 256~4KB数据存储器RAM。 ? 片内时钟源,内置电源监测、看门狗定时器。 (2)主要特点;① 高速的(20~25MIPS)与8051全兼容的CIP——51内核。 ② 内置Flash存储器可实现在线系统编程,既可作程序存储器,也可作非易失性数据存储。 ③ 工作电压为2.7~3.6V,典型值为3V。I/O、RST、JTAG引脚均允许5V电压输入。;④ 全系列均为工业级芯片(-45~+85℃)。 ⑤ 片内JTAG仿真电路提供全速的电路内仿真,不占用片内用户资源,支持断点、单步、观察点、运行和停止等调试命令,支持存储器